物聯(lián)網(wǎng)工程與技術(shù)規(guī)劃教材：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
定 價：69 元
叢書名：物聯(lián)網(wǎng)工程與技術(shù)規(guī)劃教材
- 作者：（美），Ian F.Akyildiz ，Mehmet Can Vuran 編 徐平平 ，劉昊 ，褚宏
- 出版時間：2013/3/1
- ISBN：9787121191602
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP212
- 頁碼：452
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《物聯(lián)網(wǎng)工程與技術(shù)規(guī)劃教材：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)》討論無線傳感器平臺和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，軍事和生活應(yīng)用，設(shè)計影響因素；對應(yīng)TCP/IP參考模型；將網(wǎng)絡(luò)層的路由協(xié)議分為四類分別進行闡述；傳輸層的技術(shù)和協(xié)議；應(yīng)用層的應(yīng)用實例：信源編碼、查詢處理和網(wǎng)絡(luò)管理；跨層方案；定時同步技術(shù)；定位技術(shù)；拓撲管理；新穎的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；各章均指出了重要挑戰(zhàn)和研究成果，剖析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為什么，怎樣和在哪些領(lǐng)域可以發(fā)揮重大作用。為解決當(dāng)前問題提供了架構(gòu)、協(xié)議、建模、分析和解決方案的深刻而全面的指導(dǎo)，同時強調(diào)經(jīng)濟問題，市場趨勢，正在出現(xiàn)的、前沿的應(yīng)用。
譯者序
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為國內(nèi)外學(xué)術(shù)界產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的熱點課題，其背景意義重要性不必贅言，相關(guān)翻譯作品也有很多。我們翻譯的WirelessSensorNetworks這本書是Willy出版社2010年8月出版的屬于IanF?Akyildiz的通信與網(wǎng)絡(luò)系列叢書之一，由美國佐治亞理工學(xué)院的IanF?Akyildiz和內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校的MehmetCanVuran聯(lián)合編輯。本書的各章節(jié)由多國研究人員和應(yīng)用人員組成的一個團隊撰寫，他們是其領(lǐng)域中的專家和趨勢的領(lǐng)軍性人物，展現(xiàn)了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)公司的高端水準(zhǔn)，包括加州大學(xué)、倫敦大學(xué)、劍橋大學(xué)、米蘭理工大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院、得克薩斯大學(xué)、首爾國立大學(xué)、中國臺灣新竹交通大學(xué)、滑鐵盧大學(xué)、亞琛工業(yè)大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、巴黎第六大學(xué)、阿爾卡特朗訊科技，貝爾實驗室、美國通信技術(shù)理論與技術(shù)咨詢委員會的研究現(xiàn)狀。因此，這本書代表了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中大量當(dāng)前問題的最深入思考、最有成效的解決方案和最新的技術(shù)進展。
本書理論結(jié)合實踐，較為全面地介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各項關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用，涵蓋內(nèi)容包括無線傳感器平臺和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軍事和生活應(yīng)用；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計影響因素；對應(yīng)TCP/IP參考模型，詳細介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各層的關(guān)鍵技術(shù)包括：物理層的技術(shù)和協(xié)議、鏈路層的差錯控制技術(shù)和MAC協(xié)議；網(wǎng)絡(luò)層的路由協(xié)議；傳輸層的技術(shù)和協(xié)議等。應(yīng)用層的應(yīng)用實例有：信源編碼、查詢處理和網(wǎng)絡(luò)管理；跨層解決方案；定時同步技術(shù)；定位技術(shù)；拓撲管理；新穎的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)：無線傳感和角色網(wǎng)絡(luò)、無線多媒體傳感網(wǎng)、水下無線傳感網(wǎng)、地下無線傳感網(wǎng)。各章突出了重要的技術(shù)挑戰(zhàn)和最新研究成果。剖析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為什么、怎樣能在哪些領(lǐng)域可以發(fā)揮重大作用。特別地，為讀者解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中面臨需要解決的當(dāng)前問題提供了架構(gòu)、協(xié)議、建模、分析和解決方案的深刻而全面的指導(dǎo)，同時分析預(yù)測技術(shù)經(jīng)濟模型，前沿應(yīng)用的市場趨勢，兼顧了學(xué)術(shù)意義和市場價值。
本書內(nèi)容深入淺出、概念清晰、閱讀流暢、理論和實際應(yīng)用相結(jié)合，是一本比較全面、系統(tǒng)、深入的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的專著，其基本理論切入起點跨越到實際應(yīng)用的寫作特點，既可作為傳感器技術(shù)和傳感器網(wǎng)絡(luò)等專業(yè)的大學(xué)研究生專業(yè)課教材，對于正在尋找這個領(lǐng)域中開放性問題的研究生而言，將會非常有用，同時也可供需要跟蹤最新研究并利用最新技術(shù)的無線/移動通信和網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域的科研人員及工程師閱讀參考�？梢哉f是一本面向通信與信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)等領(lǐng)域相關(guān)教師和學(xué)生、科研和工程技術(shù)人員的綜合參考書。
本書的翻譯工作中，徐平平負責(zé)前言、第1章至第6章及第18章，劉昊負責(zé)第7章至第10章、褚宏云負責(zé)第11章至第14章及附錄等其他部分，張萌老師，黃成老師，吳瓊老師分別負責(zé)第15章至第17章。劉昊和褚宏云負責(zé)了初校統(tǒng)稿，徐平平負責(zé)了最后的審校定稿。感謝電子工業(yè)出版社在書稿翻譯過程中的悉心指導(dǎo)和全力支持，感謝東南大學(xué)的黃航博士、朱文祥博士、蔣富龍博士，王侃博士等參與協(xié)助翻譯和清樣審校。本書的翻譯出版凝聚了我們傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究課題組的集體智慧和辛勤的汗水，特別要感謝我們碩士研究生團隊同學(xué)們的無名奉獻！譯稿對原書中的部分疏漏和術(shù)語進行了補充和注釋。由于譯者水平有限，加之時間比較倉促，翻譯中難免存在不妥和錯誤之處，懇請讀者批評指正。
譯者2012年8月于東南大學(xué)
Ian F.Akyildiz，美國佐治亞理工學(xué)院電氣和計算機工程學(xué)院Ken Byers電信學(xué)特聘講座教授，寬帶和無線網(wǎng)絡(luò)實驗室主任。目前的研究方向為傳感器網(wǎng)絡(luò)、星際互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和下一代互聯(lián)網(wǎng)。已發(fā)表200多篇期刊和會議論文，是Elsevier的Computer Networks and Ad Hoc Networks Journals的總編輯，而且是ACM-Kluwer Journal of Wireless Networks的編輯。IEEE會士（1996年）和ACM會士（1997年）。
第1章 概述
1.1 傳感器微塵平臺
1.1.1 低端平臺
1.1.2 高端平臺
1.1.3 標(biāo)準(zhǔn)化工作
1.1.4 軟件
1.2 WSN工藝和協(xié)議棧
1.2.1 物理層
1.2.2 數(shù)據(jù)鏈路層
1.2.3 網(wǎng)絡(luò)層
1.2.4 傳輸層
1.2.5 應(yīng)用層
參考文獻
第2章 WSN應(yīng)用
2.1 軍事應(yīng)用
2.1.1 智能微塵
2.1.2 狙擊手偵測系統(tǒng)
2.1.3 VigilNet系統(tǒng)
2.2 環(huán)境應(yīng)用
2.2.1 大鴨島實驗
2.2.2 CORIE
2.2.3 ZebraNet系統(tǒng)
2.2.4 火山監(jiān)測
2.2.5 洪水早期檢測
2.3 醫(yī)療應(yīng)用
2.3.1 人工視網(wǎng)膜
2.3.2 病人監(jiān)測
2.3.3 應(yīng)急響應(yīng)
2.4 家庭應(yīng)用
2.4.1 用水監(jiān)測
2.5 工業(yè)應(yīng)用
2.5.1 預(yù)防性維護
2.5.2 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測
2.5.3 其他商業(yè)應(yīng)用
參考文獻
第3章 WSN設(shè)計影響因素
3.1 硬件約束
3.2 容錯性
3.3 可擴展性
3.4 生產(chǎn)成本
3.5 WSN的拓撲結(jié)構(gòu)
3.5.1 預(yù)部署和部署階段
3.5.2 后期部署階段
3.5.3 額外節(jié)點的重新部署階段
3.6 傳輸介質(zhì)
3.7 功耗
3.7.1 傳感
3.7.2 數(shù)據(jù)處理
3.7.3 通信
參考文獻
第4章 物理層
4.1 物理層技術(shù)
4.1.1 RF
4.1.2 其他技術(shù)
4.2 射頻無線通信概述
4.3 信道編碼（差錯控制編碼）
4.3.1 分組碼
4.3.2 聯(lián)合信源信道編碼
4.4 調(diào)制
4.4.1 FSK
4.4.2 QPSK
4.4.3 二進制和M進制調(diào)制
4.5 無線信道效應(yīng)
4.5.1 衰減
4.5.2 多徑效應(yīng)
4.5.3 信道差錯率
4.5.4 圓盤圖表單元與統(tǒng)計信道模型
4.6 物理層標(biāo)準(zhǔn)
4.6.1 IEEE 802.1 5.4
4.6.2 現(xiàn)有的收發(fā)機
參考文獻
第5章 介質(zhì)訪問控制
5.1 MAC層的挑戰(zhàn)
5.1.1 功耗
5.1.2 結(jié)構(gòu)
5.1.3 基于事件的網(wǎng)絡(luò)
5.1.4 相關(guān)性
5.2 CSMA機制
5.3 基于競爭的介質(zhì)訪問
5.3.1 S?MAC
5.3.2 B?MAC
5.3.3 CC?MAC協(xié)議
5.3.4 其他基于競爭的MAC協(xié)議
5.3.5 小結(jié)
5.4 預(yù)留的介質(zhì)訪問
5.4.1 TRAMA
5.4.2 其他預(yù)留的MAC協(xié)議
5.4.3 小結(jié)
5.5 混合介質(zhì)訪問
5.5.1 Zebra?MAC
參考文獻
第6章 差錯控制
6.1 差錯控制方案的分類
6.1.1 功率控制
6.1.2 ARQ
6.1.3 FEC
6.1.4 HARQ
6.2 WSN中的差錯控制
6.3 跨層分析模型
6.3.1 網(wǎng)絡(luò)模型
6.3.2 預(yù)期跳距
6.3.3 功耗分析
6.3.4 時延分析
6.3.5 解碼時延和功耗
6.3.6 BER和PER
6.4 差錯控制方案的比較
6.4.1 跳距延伸
6.4.2 發(fā)射功率控制
6.4.3 混合差錯控制
6.4.4 小結(jié)
參考文獻
第7章 網(wǎng)絡(luò)層
7.1 路由選擇的挑戰(zhàn)
7.1.1 功耗
7.1.2 可擴展性
7.1.3 尋址技術(shù)
7.1.4 魯棒性
7.1.5 拓撲結(jié)構(gòu)
7.1.6 應(yīng)用
7.2 以數(shù)據(jù)為中心和等級化的路由協(xié)議
7.2.1 洪泛
7.2.2 謠傳
7.2.3 信息協(xié)商機制
7.2.4 定向擴散
7.2.5 定性評價
7.3 分層協(xié)議
7.3.1 LEACH
7.3.2 PEGASIS
7.3.3 TEEN和APTEEN
7.3.4 定性評價
7.4 地理路由協(xié)議
7.4.1 MECN和SMECN
7.4.2 有損連接的地理轉(zhuǎn)發(fā)方案
7.4.3 PRADA
7.4.4 定性評價
7.5 基于QoS的協(xié)議
7.5.1 SAR
7.5.2 最小成本路徑轉(zhuǎn)發(fā)
7.5.3 SPEED
7.5.4 定性評價
參考文獻
第8章 傳輸層
8.1 傳輸層的挑戰(zhàn)
8.1.1 端到端的通信方式
8.1.2 應(yīng)用相關(guān)性
8.1.3 能量消耗
8.1.4 非對稱執(zhí)行
8.1.5 路由/尋址受限
8.2 RMST
8.2.1 定性評價
8.3 PSFQ
8.3.1 定性評價
8.4 CODA
8.4.1 定性評價
8.5 ESRT協(xié)議
8.5.1 定量評價
8.6 GARUDA
8.6.1 定性評價
8.7 實時可靠性傳輸（RT）2協(xié)議
8.7.1 定性評價
參考文獻
第9章 應(yīng)用層
9.1 信源編碼（數(shù)據(jù)壓縮）
9.1.1 傳感器LZW
9.1.2 分布式信源編碼
9.2 查詢處理
9.2.1 查詢表示
9.2.2 數(shù)據(jù)融合
9.2.3 COUGAR
9.2.4 Fjords架構(gòu)
9.2.5 微融合服務(wù)
9.2.6 TinyDB
9.3 網(wǎng)絡(luò)管理
9.3.1 MANNA
9.3.2 SNMS
參考文獻
第10章 跨層解決方案
10.1 層間影響
10.2 跨層的相互作用
10.2.1 MAC層和網(wǎng)絡(luò)層
10.2.2 MAC層和應(yīng)用層
10.2.3 網(wǎng)絡(luò)層和物理層
10.2.4 傳輸層和物理層
10.3 跨層模塊
10.3.1 啟動判決
10.3.2 傳輸啟動
10.3.3 匯聚節(jié)點競爭
10.3.4 基于角度的路由
10.3.5 局部跨層擁塞控制
10.3.6 小結(jié)：XLP跨層的相互作用和性能
參考文獻
第11章 時間同步
11.1 時間同步的挑戰(zhàn)
11.1.1 低成本的時鐘
11.1.2 無線通信
11.1.3 資源受限
11.1.4 高部署密度
11.1.5 節(jié)點易失效
11.2 NTP
11.3 定義
11.4 TPSN
11.4.1 定性評價
11.5 RBS
11.5.1 定性評價
11.6 ACS
11.6.1 定性評價
11.7 TDP
11.7.1 定性評價
11.8 RDP
11.8.1 定性評價
11.9 小型/微型同步協(xié)議
11.9.1 定性評價
11.1 0其他協(xié)議
11.1 0.1 LTS
11.1 0.2 TSync
11.1 0.3 漸進優(yōu)化同步
11.1 0.4 移動網(wǎng)絡(luò)同步
參考文獻
第12章 定位
12.1 定位中的挑戰(zhàn)
12.1.1 物理層的測量
12.1.2 計算的約束
12.1.3 全球定位系統(tǒng)的不足
12.1.4 低端的傳感器節(jié)點
12.2 測距技術(shù)
12.2.1 接收信號強度
12.2.2 到達時間
12.2.3 到達時間差
12.2.4 到達角
12.3 基于測距的定位協(xié)議
12.3.1 Ad Hoc定位系統(tǒng)
12.3.2 有噪測距定位
12.3.3 基于時間的定位系統(tǒng)
12.3.4 輔助移動定位
12.4 基于預(yù)留的定位協(xié)議
12.4.1 凸位置估計
12.4.2 近似三角形內(nèi)點系統(tǒng)
參考文獻
第13章 拓撲管理
13.1 部署
13.2 功率控制
13.2.1 LMST
13.2.2 LMA和LMN
13.2.3 干擾感知功率控制
13.2.4 CONREAP
13.3 活動調(diào)度
13.3.1 GAF
13.3.2 ASCENT
13.3.3 SPAN
13.3.4 PEAS
13.3.5 STEM
13.4 分簇
13.4.1 分層分簇
13.4.2 HEED
13.4.3 覆蓋保持分簇
參考文獻
第14章 無線傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)
14.1 WSAN的特點
14.1.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
14.1.2 物理結(jié)構(gòu)
14.2 傳感器節(jié)點與執(zhí)行器節(jié)點協(xié)作
14.2.1 傳感器節(jié)點與執(zhí)行器節(jié)點通信要求
14.2.2 執(zhí)行器節(jié)點的選舉
14.2.3 最優(yōu)解決方案
14.2.4 分布式事件驅(qū)動的分簇和路由協(xié)議
14.2.5 性能
14.2.6 傳感器節(jié)點與執(zhí)行器節(jié)點協(xié)作的挑戰(zhàn)
14.3 執(zhí)行器節(jié)點與執(zhí)行器節(jié)點協(xié)作
14.3.1 任務(wù)分配
14.3.2 最優(yōu)解方案
14.3.3 局部拍賣協(xié)議
14.3.4 定性評價
14.3.5 執(zhí)行器節(jié)點與執(zhí)行器節(jié)點協(xié)作的挑戰(zhàn)
14.4 WSAN協(xié)議棧
14.4.1 管理域
14.4.2 協(xié)作域
14.4.3 通信域
參考文獻
第15章 無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)
15.1 設(shè)計挑戰(zhàn)
15.1.1 多媒體信源編碼
15.1.2 高帶寬要求
15.1.3 具體應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量要求
15.1.4 多媒體網(wǎng)內(nèi)處理
15.1.5 功耗
15.1.6 覆蓋范圍
15.1.7 資源限制
15.1.8 可變的信道容量
15.1.9 跨層耦合功能
15.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
15.2.1 單層結(jié)構(gòu)
15.2.2 多層結(jié)構(gòu)
15.2.3 覆蓋
15.3 多媒體傳感器的硬件
15.3.1 音頻傳感器
15.3.2 低分辨率視頻傳感器
15.3.3 中分辨率視頻傳感器
15.3.4 多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)配置舉例
15.4 物理層
15.4.1 TH?IR?UWB
15.4.2 MC?UWB
15.4.3 UWB測距
15.5 MAC層
15.5.1 FRASH MAC
15.5.2 實時獨立信道MAC
15.5.3 MIMO技術(shù)
15.5.4 開放研究問題
15.6 差錯控制
15.6.1 聯(lián)合信源信道編碼和功率控制
15.6.2 開放研究問題
15.7 網(wǎng)絡(luò)層
15.7.1 MMSPEED
15.7.2 開放研究問題
15.8 傳輸層
15.8.1 多跳緩沖和自適應(yīng)性
15.8.2 錯誤的魯棒圖像傳輸
15.8.3 開放研究問題
15.9 應(yīng)用層
15.9.1 流量管理和接入控制
15.9.2 多媒體編碼技術(shù)
15.9.3 靜態(tài)圖像編碼
15.9.4 分布式信源編碼
15.9.5 開放研究問題
15.1 0跨層設(shè)計
15.1 0.1 跨層控制單元
15.1 1進一步研究的問題
15.1 1.1 網(wǎng)內(nèi)處理的協(xié)作
15.1 1.2 同步
參考文獻
第16章 水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
16.1 設(shè)計挑戰(zhàn)
16.1.1 陸上傳感器網(wǎng)絡(luò)與水下傳感器網(wǎng)絡(luò)
16.1.2 實時網(wǎng)絡(luò)與容遲網(wǎng)絡(luò)
16.2 水下傳感器網(wǎng)絡(luò)的組件
16.2.1 水下傳感器
16.2.2 自主式水下航行器
16.3 通信體系結(jié)構(gòu)
16.3.1 二維UWSN
16.3.2 三維UWSN
16.3.3 AUV傳感器網(wǎng)絡(luò)
16.4 水聲傳播的基本要素
16.4.1 Urick傳播模型
16.4.2 深水區(qū)信道模型
16.4.3 淺水區(qū)信道模型
16.5 物理層
16.6 介質(zhì)訪問控制層
16.6.1 基于CSMA的MAC協(xié)議
16.6.2 基于CDMA的MAC協(xié)議
16.6.3 混合MAC協(xié)議
16.7 網(wǎng)絡(luò)層
16.7.1 集中式路由方案
16.7.2 分布式路由方案
16.7.3 混合路由方案
16.8 傳輸層
16.8.1 開放研究課題
16.9 應(yīng)用層
16.1 0跨層設(shè)計
參考文獻
第17章 地下無線傳感網(wǎng)
17.1 應(yīng)用
17.1.1 環(huán)境監(jiān)測
17.1.2 基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測
17.1.3 定位應(yīng)用
17.1.4 邊境巡邏和安全監(jiān)測
17.2 設(shè)計方面的挑戰(zhàn)
17.2.1 能量效率問題
17.2.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計
17.2.3 天線設(shè)計
17.2.4 惡劣環(huán)境
17.3 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
17.3.1 土壤中的WUSN
17.3.2 礦井隧道中的WUSN
17.4 使用電磁波技術(shù)的地下無線信道
17.4.1 地下信道的特性
17.4.2 土壤特性對地下信道的影響
17.4.3 土壤介電常數(shù)
17.4.4 地下信號傳播
17.4.5 地面反射
17.4.6 多徑衰落及誤碼率
17.5 地下無線信道的磁感應(yīng)技術(shù)
17.5.1 MI信道模型
17.5.2 MI波導(dǎo)
17.5.3 土壤中的MI波及MI波導(dǎo)特性
17.6 礦井及公路/地鐵隧道環(huán)境下的無線通信
17.6.1 隧道環(huán)境
17.6.2 房柱式環(huán)境
17.6.3 與實驗測量情況的對比
17.7 通信架構(gòu)
17.7.1 物理層
17.7.2 數(shù)據(jù)鏈路層
17.7.3 網(wǎng)絡(luò)層
17.7.4 傳輸層
17.7.5 跨層設(shè)計
參考文獻
第18章 主要挑戰(zhàn)
18.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)和Internet的聯(lián)合
18.2 實時和多媒體通信
18.3 協(xié)議棧
18.4 同步和定位
18.5 挑戰(zhàn)環(huán)境中的WSN
18.6 實際的考慮
18.7 無線納米傳感器網(wǎng)絡(luò)
參考文獻
索引及中英文縮寫對照表
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